第四节气体热现象的微观意义预习导航情境导入课程目标如图所示是一条古老的阶梯，它记录着千千万万人次的脚印。虽然脚踏在台阶任何地方的机会是均等的，但如果你仔细观察就会发现，人们在这条阶梯上走上走下时，脚踏在中间的多，踏在两边的少，因此，每一个台阶的中间都要比两边磨损得多，呈现出“中间多，两头少”的分布规律。已知气体分子运动速率较大，到达任一位置的机会是均等的，那么，气体分子的运动又有怎样的规律呢？1.初步了解什么是随机事件，什么是统计规律。2．理解气体分子运动的特点：分子沿各个方向运动的机会均等，分子速率按一定规律分布。3．能用气体分子动理论解释气体压强的微观意义，知道气体的温度、压强、体积与所对应的微观物理量间的相互联系；能用气体分子动理论解释三个气体实验定律。一、随机性与统计规律1．必然事件：在一定条件下，若某事件必然出现，这个事件叫作必然事件。2．不可能事件：在一定条件下，不可能出现的事件叫作不可能事件。3．随机事件：在一定条件下可能出现，也可能不出现的事件叫作随机事件。4．统计规律：大量随机事件的整体表现出的规律。二、气体分子运动的特点1．自由性：由于气体分子间的距离比较大，大约是分子直径的10倍左右，分子间的作用力很弱，因此除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，不受力而做匀速直线运动，因而气体能充满它所达到的整个空间。2．无序性：由于分子之间频繁地碰撞，每个分子的速度大小和方向频繁改变，分子的运动杂乱无章，在某一时刻向着任何方向运动的分子都有，而且向着各个方向运动的分子数目都相等。3．常温下大多数气体分子的速率都达到数百米每秒，相当于子弹出枪口时的速率。4．规律性：气体分子速率分布呈现出“中间多，两头少”的分布规律。当温度升高时，速率大的分子数增多，速率小的分子数减少，分子的平均速率增大。反之，分子的平均速率减小。三、温度的微观意义1．温度越高，分子热运动越剧烈。2．温度是分子平均动能的标志。理想气体的热力学温度T与分子的平均动能Ek成正比，即T＝αEk，式中α是比例常数。四、气体压强的微观意义1．产生原因大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的。2．决定因素(1)微观上：决定于气体分子的平均动能和分子的密集程度。(2)宏观上：决定于气体的温度和体积。五、对气体实验定律的微观解释11．对玻意耳定律的解释一定质量的某种理想气体，温度保持不变时，分子的平均动能是一定的。在这种情况下，体积减小时，分子的密集程度增大，气体的压强就增大。2．对查理定律的解释一定质量的某种理想气体，体积保持不变时，分子的密集程度保持不变。在这种情况下，温度升高时，分子的平均动能增大，气体的压强就增大。3．对盖—吕萨克定律的解释一定质量的某种理想气体，温度升高时，分子的平均动能增大；只有气体的体积同时增大，使分子的密集程度减小，才能保持压强不变。思考一定质量的气体仅温度升高或仅体积缩小都会使压强增大，从微观上看，这两种情况有没有区别？提示：气体的压强等于器壁单位面积受到的压力，一定质量的气体，若仅温度升高，则分子平均动能增大、平均速率增大，不仅每个分子撞击器壁的作用力变大，而且单位时间内气体分子对器壁单位面积的碰撞次数也增多，从而使器壁单位面积受到的压力增大，气体压强变大；若仅减小体积，虽然分子的平均速率不变，每个分子对器壁的撞击力不变，但单位体积内的分子数增加，单位时间内对器壁单位面积的碰撞次数增加，故压强增大，所以两种情况从微观上看是有区别的。2
